Una cápsula defiende a las bacterias

En la Naturaleza, muchas bacterias se encuentran rodeadas de una envoltura externa conocida como cápsula. Esta estructura se forma mediante la acumulación de un material denso, generalmente de naturaleza polisacarídica, alrededor de la célula que la aísla y la protege del exterior. De este modo, las bacterias que la poseen se encuentran protegidas y son mucho más resistentes a situaciones adversas provocadas por la permanencia en entornos medioambientales hostiles, el efecto de agentes antibacterianos (detergentes o antibióticos) e incluso los sistemas de defensa que poseen los hospedadores que colonizan (fagocitosis, sistemas inmunológicos, etc).

Entre los microorganismos capaces de producir cápsulas polisacarídicas se encuentra Escherichia coil, una bacteria con forma de bacilo, Gram-negativa y anaerobia facultativa, que forma parte de la flora bacteriana del intestino grueso de los seres humanos. Como consecuencia de contaminaciones fecales también se puede encontrar, de forma accidental, en ambientes tanto terrestres como acuáticos. Por ello se utiliza como uno de los marcadores que determina la calidad sanitaria de los productos alimenticios.

Cuando aparece en el entorno, como contaminante, al entrar en contacto con el hospedador, puede colonizar, proliferar y actuar como patógeno (patógeno oportunista) provocando un amplio rango de enfermedades en humanos entre las que destacan infecciones del tracto gastrointestinal y urinario, septicemia e incluso, meningitis.

Durante años, un equipo de investigación del Área de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de León, integrado por los doctores Miguel Angel Ferrero, Honorina Martínez y Leandro Rodríguez, se ha centrado en el estudio de la síntesis y del significado biológico de los diferentes tipos de cápsulas producidas principalmente por Escherichia coli K1 y Escherichia coli K92. Hemos observado que cuando estas bacterias permanecen a temperaturas homeotermas (37ºC, temperatura a la que pueden actuar como patógenos en humanos), son capaces de generar una envuelta capsular, denominada ácido polisiálico (PA), muy parecida, desde el punto de vista estructural a los componentes moleculares específicos presentes en la superficie celular de muchos tejidos humanos.

A esta temperatura la cápsula enmascara a la bacteria y evita que sea detectada por los mecanismos de defensa de su hospedador. Al no ser reconocida como un agente extraño puede colonizar el organismo y desencadenar el proceso infectivo.

Bajas temperaturas. Por otro lado, en el trabajo desarrollado por Nicolás Navasa Mayo en su Tesis Doctoral, dirigida por los doctores antes señalados, se indica que cuando estas mismas bacterias se encuentran a bajas temperaturas (temperaturas medioambientales de 20ºC o inferiores), en lugar de sintetizar el polímero capsular de PA, generan otro, estructuralmente diferente y mucho más mucoso, denominado ácido colánico (CA). Esta nueva estructura que rodea a la bacteria en estas condiciones, no parece que facilite la infección pero sí está relacionada con un mecanismo que la protege frente a situaciones adversas del exterior.

Así, puede sobrevivir a las bajas temperaturas y resistir, con mayor eficiencia, el efecto negativo que causan las altas concentraciones de sales, la deshidratación y/o la desecación provocada por determinadas condiciones ambientales. Esta envuelta, incluso, proporciona mayor resistencia a la presencia de los agentes antibacterianos de uso cotidiano (detergentes y desinfectantes). La síntesis de esta estructura superficial promueve, además, la adhesión bacteriana y la formación de películas biológicas (biofilms).

De este modo, cuando sintetizan ácido colánico, las bacterias se adhieren fácilmente a los materiales (plástico, aluminio, acero inoxidable, teflón, silicona, etc) que forman parte tanto de las superficies utilizadas comúnmente en las cadenas de manipulación y envasado de alimentos como de los componentes biosanitarios (catéteres, implantes, prótesis quirúrgicas, etc).

Esta adherencia se facilita mediante agregaciones de bacterias que forman comunidades de células rodeadas de ácido colánico generando «biofilms».